К оглавлению

О методике расчленения и корреляции нефтеносных отложений девона Башкирии

А.Р. КИНЗИКЕЕВ

В последнее время все большее распространение получают методы расчленения и корреляции разрезов, основанные на принципах периодичности и осадочной дифференциации, наиболее четко отраженных впервые Л.В. Пустоваловым [9]. Этот метод успешно был применен при изучении осадочных образований в различных геологических областях [1, 2, 4].

Следует признать, что наиболее существенными формами выражения периодического и направленного процессов развития земной коры являются: 1) ритмичность осадконакопления; 2) повторяемость перерывов в осадконакоплении и 3) изменение комплекса органических остатков от более ранних к поздним слоям. Совокупность этих трех главных форм выражения непрерывно-прерывистого направленного процесса и является необходимой и достаточной для выделения естественно-исторических этапов развития земной коры в конкретных геологических разрезах.

Ритмичность осадконакопления. Многократную смену закономерного чередования пластов пород разного литологического состава в определенной последовательности общепринято считать ритмичностью осадконакопления [1,2, 4 и др.]. Большинство исследователей признает тектоническую природу макроритмов, мезоритмов и микроритмов. Общепризнано также выделение трансгрессивной и регрессивной серий ритма. Однако в понимании существа и объема трансгрессивной и регрессивной серий ритма имеются различные взгляды.

Большинство геологов придерживается мнения, что за начало трансгрессивной серии ритма следует принять грубообломочные терригенные породы, переходящие вверх по разрезу в тонкодисперсные и карбонатные отложения [1, 10 и др.]. Наряду с этим имеются исследователи, по представлению которых трансгрессивная серия ритма начинается с середины грубообломочных осадков, переходит в тонкодисперсные и карбонатные отложения и завершается регрессивной серией грубообломочных пород. И, наконец, имеется третья группа геологов [4, 8], которая считает, вслед за академиком А.П. Карпинским, что в основании ритма внутренних частей эпиконтинентальных бассейнов залегают пласты тонкодисперсных и карбонатных пород. Вышележащие по разрезу песчано-алевритовые пласты представляют собой регрессивную серию ритма [4, 8].

Иллюстрация этих взглядов может быть произведена на примере анализа отложений продуктивной толщи девона Башкирии. Отложения продуктивной толщи девона, как известно, представляют собой ритмическое чередование песчано-алевролитовых пластов ДV, ДIV, ДIII, ДII, ДI, Д0, аргиллито-глинистых и карбонатных пород маркирующих горизонтов «нижний известняк», «ардатовский», «средний известняк», «черный известняк», «заитовский», «верхний известняк» [4, 5, 6 и др.]. Следствием трех изложенных выше принципиально различных пониманий трансгрессивной и регрессивной серий и начала ритма являются три варианта определения стратиграфического положения фаунистически немых песчано-алевролитовых пластов продуктивной толщи девона ДV, ДIV, ДIII, ДII, ДI, Д0. По первому варианту эти песчаные пласты принимаются за начало трансгрессивной серии отложений, по второму - нижняя часть за регрессивную, а верхняя за трансгрессивную, по третьему варианту они полностью считаются регрессивной серией ритма.

Исходя из перечисленных трех представлений строения ритмов на рисунке показаны варианты расчленения и корреляции отложений продуктивной толщи девона в трех типах разрезов «А», «В» и «С», расположенных по широтному профилю с запада на восток в пределах Туймазинского и Серафимовского месторождений Западной Башкирии. В разрезе «А» выделяются песчаные пласты ДV, ДIV, ДIII, ДII, ДI, частично Д0 и маркирующие горизонты «нижний известняк», «ардатовский», «средний известняк», «черный известняк», «заитовский» и «верхний известняк». Те же пласты и маркирующие горизонты легко прослеживаются в разрезе «В». Разрез «С» отличается от двух указанных разрезов неполной верхней частью. В нем выделяются песчаные пласты ДV, ДIV, ДIII, ДII, ДI и маркирующие горизонты «нижний известняк», «ардатовский», «средний известняк», «черный известняк», «верхний известняк». В то же время в нижней части разреза ниже маркирующего горизонта «нижний известняк» и выше песчаников пласта ДV довольно четко выделяются глинисто-карбонатные прослои, охарактеризованные своеобразной фауной и имеющие значение маркирующего горизонта («дополнительный» в разрезе «С» на рисунке).

По первому варианту в разрезах «А» и «С» песчаный пласт ДV будет считаться базальным членом отложений, известных как маркирующий горизонт «нижний известняк». Отложения маркирующего горизонта «дополнительный» принимаются за переходную пачку от песчаников пласта ДV к известнякам маркирующего горизонта «нижний известняк». Песчаники пласта ДIV будут отнесены к маркирующему горизонту «ардатовский», пласт ДIII - к «среднему известняку», пласт ДII - к «черному известняку», и пласт ДI - к «верхнему известняку». Пласт Д0 по первому варианту в этих разрезах не выделяется, а аргиллито-алевролитовые породы репера «заитовский» в разрезе «А» принимаются за переходную пачку ритма от песчаников ДI к карбонатным породам маркирующего горизонта «верхний известняк». Аналогичные соотношения песчаных пластов с маркирующими горизонтами устанавливаются в разрезе «В» (см. рисунок).

По второму варианту границы ритмов будут проводиться в середине песчаных пластов и соответствующие половины их будут относиться к ниже- и вышележащим маркирующим горизонтам. Так, например, в разрезах «А» и «С» к маркирующему горизонту «нижний известняк» будут отнесены верхняя половина пласта ДV и нижняя половина пласта ДIV. В разрезе же «В» по этому варианту верхняя половина песчаного пласта ДI и нижняя половина пласта Д0 будут отнесены к реперу «заитовский», а верхняя половина пласта Д0 к «верхнему известняку».

Согласно третьему варианту во всех трех разрезах песчаный пласт ДV принимается за регрессивную серию ритма, а подстилающие тонкодисперсные породы за трансгрессивную серию. Последние в подавляющем большинстве разрезов чрезвычайно маломощны и трудно уловимы в разрезах глубоких скважин. Впервые выделяющийся, достаточно четкий маркирующий горизонт «дополнительный», залегающий над песчаным пластом ДV и ниже маркирующего горизонта «нижний известняк», представляет собой трансгрессивную серию второго ритма III порядка. Завершающим членом этого ритма являются песчано-алевролитовые отложения, залегающие в разрезе «С» между маркирующими горизонтами «дополнительный» и «нижний известняк». В разрезах «А» и «В» эти отложения срезаны трансгрессивно залегающим маркирующим горизонтом «нижний известняк». Песчаный пласт ДIV соответственно относится к маркирующему горизонту «нижний известняк» [3] и т. д. (см. рисунок). Песчаники пласта Д0 разрезов «А» и «В» объединяются с горизонтом «заитовский», а с подошвы маркирующего горизонта «верхний известняк» начинается новый ритм осадконакопления [4, 5].

Как видно из изложенного выше, наиболее неопределенным в иллюстрируемых разрезах оказывается стратиграфическое положение пласта ДI. По первому и второму вариантам в разрезах «А» и «С» пласт ДI относится к маркирующему горизонту «верхний известняк» и представляет собой начало трансгрессивной серии, завершаемой карбонатными породами маркирующего горизонта «верхний известняк». В разрезе же «В» пласт ДI. завершается аргиллито-алевролитовыми породами репера «заитовский», представляющими раздел между песчаными пластами ДI и Д0. Если же определять стратиграфическое положение песчаного пласта ДI по маркирующему горизонту «верхний известняк», как в соседних разрезах «А» и «С», то в разрезе «В» за песчаники пласта ДI пришлось бы признать песчаники Д0, что не соответствует действительности и вводит путаницу в корреляцию и номенклатуру пластов. Положение песчаников ДI единственно правильно определяется по третьему варианту.

Таким образом, при анализе единичных разрезов, начало трансгрессивной серии ритма представляется возможным принять по любому из приведенных выше вариантов. При этом наиболее привычными выглядят первый и второй варианты. Однако, когда для отождествления ритма стратиграфическому горизонту приходится ставить обязательное условие - соответствие объема ритма естественно-историческим этапам развития земной коры, положение начала ритма в разрезе оказывается небезразличным, так как оно уже обусловливается следующим признаком Непрерывно-прерывистого направленного процесса развития земной коры - повторяемостью перерывов в осадконакоплении, приуроченных к границам этих этапов.

Повторяемость перерывов в осадконакоплении. Несогласия и перерывы осадконакопления наиболее просто и четко могут быть зафиксированы при сопоставлении нескольких разрезов по выпадению и появлению ритмов или их частей. Отсутствие в разрезах отдельных ритмов может быть в результате размыва ранее отложившихся осадков или первичного выклинивания пластов. Эти перерывы в разрезах могут быть выражены в виде угловых или стратиграфических несогласий. И в том и в другом случаях они, будучи приурочены к границам естественно-исторических этапов развития земной коры, образуют несогласия между ритмами. Масштабы этих несогласий могут быть различные. Установлено, что песчаники пласта ДV залегают с крупным региональным несогласием на породах докембрия и бавлинской свиты. Наличие несогласия под маркирующим горизонтом «нижний известняк» признается некоторыми исследователями [4, 8 и др.]. В пользу вероятности крупного регионального несогласия под ним говорят новые факты. Так, в разрезах скв. 3 Серафимовского месторождения, а также в Елатминской и Стерлибашевской площадях в глинисто-карбонатных прослоях, прослеживающихся под маркирующим горизонтом «нижний известняк» и над песчаным пластом ДV (маркирующий горизонт «дополнительный» в разрезе «С») М.Ф. Микрюковым [6] определена нижнедевонская фауна. Глинисто-карбонатные прослои с указанной или близкой к ней фауной имеют широкое распространение, легко прослеживаясь в Серафимовке, Шкапово, Стерлибашево, Бавлах, Бугуруслане [6, 11]. Причем в разрезах Бугуруслана давно известно наличие комплекса нижнедевонской фауны [11]. Из этих фактов следует, что обнаружение нижнедевонской фауны в маркирующем горизонте, названном нами «дополнительный», не случайно. Найденная фауна датирует возраст маркирующего горизонта как кобленцкий. Эти же факты проливают свет на стратиграфическое положение песчаников пласта ДV. Возраст этих песчаников не моложе нижнедевонского. Следовательно, маркирующий горизонт «нижний известняк» и его аналоги залегают с размывом на различных стратиграфических горизонтах среднего и нижнего девона - от кольцеоловых, вязовских, ваняшкинских на западном склоне Урала, до глинисто-карбонатного прослоя с нижнедевонской фауной или даже на еще более древних песчаниках пласта ДV в западной Башкирии.

Маркирующий горизонт «средний известняк», пластами которого начинается третий ритм II порядка, в направлении с юго-запада на северо-восток залегает на все более древних слоях нижележащего ритма II порядка. В районе Шкапово «средний известняк» залегает на аргиллито-алевролитовых породах так называемой «шкаповской толщи» [3], в районе Туймазы - Серафимовки, как правило, на песчаниках ДIII ардатовских слоев, в пределах Чекмагушевской площади на песчаниках пласта ДIV и аргиллито-алевролитовых породах верхней части маркирующего горизонта «нижний известняк». Северо- восточнее в районе Старо-Петровской и Уржумовской площадей аналогии «среднего известняка» залегают на песчано-гравийных отложениях пласта ДV. Несогласное залегание маркирующего горизонта «верхний известняк» было описано выше и иллюстрируется на рисунке.

Изменение комплекса органических остатков в разрезе. Эволюционное развитие органического мира отражается в том, что в комплексе фауны выделенных ритмов осадконакопления пород наряду с общими имеются и руководящие для них формы. В рассматриваемом примере продуктивной толщи девона Башкирии большинство элементарных ритмов осадконакопления охарактеризовано своеобразным комплексом микро- и макрофауны. Первый элементарный ритм представлен главным образом песчано-гравийными породами и поэтому в нем нет фауны. В маркирующем горизонте «дополнительный» в разрезах Стерлибашевской, Елатминской,

Серафимовской и других площадей найдены Uncinulusaff pila Sсhnur., Karpinskiaff concuelo Gort. и близкие к ним нижнедевонские формы. Известен своеобразный комплекс брахиопод маркирующего горизонта «нижний известняк», состоящий из брахиопод Сопchidium baschikiricum (Vern.), Stropeodonta uralensis (Vern.), кораллов (Favosites goldfussi Orb. и др.), строматопор, остракод и т.д. [6]. Определениями А.И. Ляшенко, М.Ф. Жарковой и других палеонтологически охарактеризован маркирующий горизонт «ардатовский». В нем найден воробьевский комплекс брахиопод, состоящий из Ilmenia vorobjensis Ljasсh., Chonetes vorobjensis Ljasch. [3]. Исследованиями А.А. Рождественской и др. [10] доказано наличие своеобразного комплекса остракод в нижненарышевских и верхненарышевских слоях. В маркирующем горизонте «средний известняк» встречаются остракоды: Zaborovia obscura Pol., Gravia (Russia) unicostata Pol., Dizygopleura clara Pol., Costatia posneri Pol., C. quasilitiformis Pol., Bairdiocypris vastus Pol. и др.

В «черном известняке" найдены остракоды Eurychilina mirabilis Pol., Marginia catographa Pol., M. selebratis Pol., M. syzranensis Pol., Healdianella distincta Pо1. и др.

В репере «заитовский» еще не найдена какая-либо руководящая фауна вследствие слабой изученности отложений этого ритма. Маркирующий горизонт «верхний известняк» охарактеризован первым комплексом макро- и микрофауны франского возраста, состоящим из брахиопод Atrypa baschkirica Mikr., A. ex gr. uralica Nal.; остракод - Indivisia schiqrovskensis Pol., Buregia egorovae (Pо1.) и др. [5, 6, 10]. Следует подчеркнуть, что наибольшее количество особей и форм находится в маркирующих горизонтах, т.е. в подошве ритма, и уменьшается к верхним членам ритма.

Таким образом, анализ обширного фактического материала подтверждает возможность применения принципа периодичности для целей расчленения и корреляции разрезов. Необходимыми и достаточными признаками для выделения стратиграфических горизонтов могут быть изменения комплекса органических остатков, ритмичность и повторяемость перерывов осадконакопления. Элементарные ритмы III порядка, условно объединяемые в ритмы более высокого (I и II) порядка внутренних частей эпиконтинентальных бассейнов и состоящие из существенно терригенных пород, начинаются с тонкодисперсных отложений и завершаются грубообломочными породами. Согласно условию соответствия стратиграфических подразделений естественно-историческим этапам развития земной коры за слои могут быть приняты элементарные ритмы, представляющие собой серию пачек согласно залегающих, чередующихся в определенной последовательности пластов разного литологического состава, ограниченную от выше- и нижележащих пород синхроничными поверхностями несогласия и охарактеризованную своеобразным комплексом органических остатков. Промысловые пласты продуктивной толщи девона представляют собой регрессивные серии осадков элементарных ритмов. Эти пласты необходимо объединять с подстилающими их глинисто-карбонатными отложениями, а весь этот комплекс образований возможно выделить в самостоятельное стратиграфическое подразделение (горизонт, слои). Поэтому стратиграфическое положение песчаных пластов единственно правильно определяется по положению нижележащих глинисто-карбонатных маркирующих горизонтов.

ЛИТЕРАТУРА

1.     Вассоевич Н.Б. Флиш и методика его изучения, 1948.

2.     Жемчужников Ю.А. К вопросу о синонимике угольных пластов. АН СССР, сер. геол., № 2, 1950.

3.     Кинзикеев А.Р. Стратиграфическое положение песчаников нижней части продуктивной толщи девона Шкаповского месторождения. Новости нефтяной техники, сер. геол., № 3, 1957.

4.     Кинзикеев А.Р. Новая схема стратиграфии продуктивной толщи девона Башкирии. Труды МНИ им. акад. И. М. Губкина, вып. 19, 1957.

5.     Кинзикеев А.Р. О кыновских слоях девона Башкирии. Изв. АН СССР, сер. геол., № 4, 1958.

6.     Микрюков М. Ф. Брахиоподы девона Западной Башкирии. Сб. «Брахиоподы девона Волго-Уральской области», 1955.

7.     Мирчинк М.Ф., Бакиров А.А. О геотектоническом развитии Русской платформы в связи с изучением ее нефтегазоносности. НХ, № 1, 1957.

8.     Мирчинк М.Ф., Бухарцев В.П. Об условиях распределения нефтяных залежей в девоне Волго-Уральской области. Тр. совещания по проблеме нефтегазоносности Урало-Поволжья. Нефтегазоносности Урало-Волжской области. АН СССР, 1956.

9.     Пустовалов Л.В. Петрография осадочных пород, ч. 1 и 2. Гостоптехиздат, 1940.

10. Рождественская А.А. О верхней границе живетского яруса в Западной Башкирии по фауне остракод. ДАН СССР, том XCIX, № 3, 1954.

11. Чепиков К.Р., Крестовников В.Н., Кузнецов А.А. Новые данные по девонским отложениям юго-восточной части Русской платформы. ДАН СССР, т. 57, № 2, 1947.

ТатНИИ

 

Рисунок Варианты расчленения и корреляции разрезов А, В и С.

1 - песчаники; 2 - карбонатные отложения; 3- граница ритмов по 1 варианту; 4 - граница ритмов по 3 варианту; 5 - алевролиты и аргиллиты; 6 - глинисто-карбонатные отложения; 7 - граница ритмов по 2 варианту.